学程 波粒二象性

1、学程波粒二象性能量量子化理学的新纪元1、黑体与黑体辐射.热辐射：.黑体：2、黑体辐射的实验规律. 一般材料的物体，辐射的电磁波除与一有关外，还与材料的一及一有关.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的有关： 画出黑体辐射的实验规律图像：3、能量子定义：能量子大小：能量的量子化：例1、某广播电台发射功率为10kW,在空气中波长为187. 5 m的电磁波，试求：该电台每秒钟从天线发射多少个能量子？若发射的光子四面八方视为均匀的，求在离天线2. 5km处，直径为2m的环状天线每秒接收的 能量子个数以及接收功率？二光的粒子性科学的转折1、光电效应At .2、光电效应的实验规律画出研究光电效应的电路

2、图光照在阴极K上，便有 逸出一一光电子。光电子在电场作用下形成. o电源作用电表分别测量光电效应的实验规律存在饱和电流在上图的实验中，保持不变，在初始电流较小的情况下，随着.增大,光电流一，但是存在一个即：光电流达到此值以后，即使增加电压,光电流也不再增加。(画出光电流和电压关系的图像)存在遏止电压在上图的实验中，即使电压为0,光电流也不为 ,只有将所加电压 的时候(在 光电管间形成使电子减速的电场)，光电流才可能为。使光电流减小到0的反向电压称为，用符号表示。遏止电压的存在表明：,初速度的上限应该满足关 TOC o 1-5 h z 系： O实验表明：对于一定颜色的光，遏止电压都是一,与光照强

3、度 ,这表明：光电子的能量只与一有关，而与 无关。存在截止频率实验还表明，当入射光的频率减小到某一数值vc时，即使不施加反向电压也没有光电流，这表 明已经没有,这个频率称为 也就是说当：入射光的频率小于 时，将不发生光电效应。光电效应具有瞬时性当入射光频率超过截止频率 斜，无论入射光怎样微弱，几乎在照到金属时 产生光电流，这个时间不超过O3、光电效应解释中的疑难按照经典电磁理论，对于光电效应该如何解释？还应得出如下的结论：但是这些结论与观察到的现象不符，为了解释光电效应，爱因斯坦在能量子假说的基础上提出 光子理论，提出了光量子假设。4、爱因斯坦的光量子假设、内容：光不仅在发射和吸收时能量是一份

4、一份的，而且光本身就是由一个个不可分割的 一.组成的。频率为v的光的能量子为一,这些能量子称为一一。(h为普朗克常量)、爱因斯坦光电效应方程在光电效应中金属中的电子吸收了光子的能量，一部分消耗在电子，另一部分变为光电子逸出后的o由能量守恒可得出：逸出功o爱因斯坦光电效应方程：画出Ev图像)、爱因斯坦对光电效应的解释：光强大，光子数多，释放的光电子越多，所以光电流 o电子只要吸收光子就可以从金属表面逸出，所以不需的累积。从方程可以看出光电子初动能和照射光的频率成线性关系从光电效应方程中，当初动能为零时，可得截止频率：5、光电效应理论的验证美国物理学家密立根，花了十年时间做了 “光电效应”实验，结

5、果在1915年证实了爱因斯坦光 电效应方程，h的值与理论值完全一致，又一次证明了 “光量子”理论的正确。由于爱因斯坦提出 的光子假说成功地说明了光电效应的实验规律，荣获1921年诺贝尔物理学奖。密立根由于研究,特别是通过著名的一.实验，证明电荷有o获得1923年诺贝尔物理学奖。6、康普顿效应1)、光的散射,这种现象叫做光的散射。光在介质中与物质微粒相互作用，因而2）、康普顿效应1923年康普顿在做X射线通过物质散射的实验时，发现散射线中除有与入射线波长相同的射线 外，还有比入射线波长更长的射线，这个现象称为; 。3）、光电效应和康普顿效应深入的揭示了 ,前者表明： ,后者表明： 4）、光子的动

6、量P二三粒子的波动性崭新的一页了解光的波动性和粒子性的实验基础。干涉和衍射现象说明了光具有 O而光电效应现象又无可辩驳地证明了光具 TOC o 1-5 h z 有，因此，现代物理学认为：光具有O正确理解光的波粒二象性（1）少量光子的行为表现为大量光子的行为表现为 O（2）频率越低越显著，越容易看到光的干涉和衍射现象；频率越高一越显著,越不容易看到光的干涉和衍射现象。（3）光在传播过程中往往表现出,与物质发生作用时往往表现为o物质波1924年，法国物理学家德布罗意提出：任何运动着的物体都有一种波与它对应，这种波就叫，也叫 。物质波的波长： O四概率波不确定性关系 经典粒子：粒子有一定的,有一定的

7、有的还具有电荷有关。运动的基本特征是：任意时刻的确定的和以及时空中确定的 O经典波：经典的波在时空是弥散开来的，基本特征是：具有和，即具有一的周期性3概率波：光波是一种概率波，光的波动性不是光子之间引起的，而是光子自身的性质，光子在空间出现的概率可以通过波动的规律确定，所以光波是一种。不确定性关系：（1）定义：在经典力学中，一个质点的位置和动量是可以同时测定的，在量子力学中，要同时测出位置和动量是不太可能的，这种关系叫关系。（2）表达式： 巩固练习用单色光做双缝干涉实验，户处为亮纹，。处为暗纹，现在调整光源和双缝，使光子一个一 个通过双缝，则过去的某一光子（）一定到达尸处B.不能到达。处 C.

8、可能到达。处D.都不正确如图所示为一真空光电管的应用电路，其阴极金属材料的极限频率为4.5X1014HZ,则以下判 TOC o 1-5 h z 断正确的是（）光发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的频率I1发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的强度用2=0. 5以的光照射光电管时，电路中有光电流产生光照射时间越长，电路中的电流越大I1频率为v的光照射某种金属材料，产生光电子的最大初动能为若以频率为2v的光照射K同一金属材料，则光电子的最大初动能是（）A. 2E B. E +7zv C. E hv D. E +27zv kkkk0用同一光电管研究。、。两种单色光产生的光电

9、效应，得到光电流/与 光电管两极间所加电压U的关系如图.则这两种光（）照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大从同种玻璃射入空气发生全反射时，光的临界角大通过同一装置发生双缝干涉，光的相邻条纹间距大通过同一玻璃三棱镜时，1光的偏折程度大一束波长为7X10-5 m的光波，每秒钟有3X1015个光子通过一个与光线垂直的平面.另有 一束光，它传输相同的能量，但波长为4X10-5 m.那么这束光每秒钟通过这个垂直平面的光子数目 为（）71221A X1015个 B. 3X1015个 CX1015个DX1015个JL/I光子有能量，也有动量，动量=/久客观存在，也遵守有关动量的规律.如图所示，真空

10、中, 有一哑铃形的装置可绕通过横杆中点的竖直轴0。在水平面内灵活地转动，其中左边是圆形黑纸 片，右边是与左边大小、质量相同的圆形白纸片.当用平行光垂直正面照射这两个圆面时，对于装 置开始时的转动情况（俯视），下列说法中正确的是（）A.顺时针方向转动B.逆时针方向转动C.顺时针方向和逆时针方向都有可能D.不会转动氮筑激光器发射波长为632.8mn的单色光，试计算这种光的一个光子的能量为多少？若该激 光器的发光功率为18 mW,则每秒钟发射多少个光子？经1 X104V电压加速的电子束，其德布罗意波长是多少？用上述电压加速的质子束，其德布 罗意波长是多少？ （me = 0.91X 10-30 kg,

11、 mp= 1.67X 10-27 kg）如图所示，伦琴射线管两极加上一高压电源，即可在阳极A上产生X射 线.（72=6.63X 10-34 j.s,电子电荷量 e=1.6X10-19C）.求：（1）如高压电源的电压为20kV,求X射线的最短波长；（2）如此时电流表读数为5 mA,l s内产生5X 1013个平均波长为1.0X 10-io m 的光子，求伦琴射线管的工作效率.波长为久=0.71 A的伦琴射线使金箔发射光电子，电子在磁感应强度为B的匀强磁场区域内 做最大半径为尸的匀速圆周运动，已知r-B=1.88X10-4T-m.试求：（1）光电子的最大初动能.（2）金属的逸出功.11、纳米技术现在已经广泛应用到社会生产、生活的各个方而将激光束的宽度聚光到纳米级范 围内，可以精确